吸収式熱蓄熱技術は、再生可能エネルギーの供給と冷熱需要の時間的および強度的不一致問題を効果的に緩和でき、作動流体の選定は蓄熱性能や適用性に影響する重要な要素です。本論文では、統一された吸収式熱蓄熱作動流体の総合評価手法を構築し、従来の無機塩、イオン液体、深い共晶溶媒の3世代作動流体材料を体系的に比較しました。冷熱/温熱サイクル性能、応答速度、運転温度域、経済性などの観点から総合性能を評価しました。結果は、水-イオン液体が冷却および加熱モードの両方で高いサイクル性能を有し、冷却モードでは水-[EMIM][OAc]の蓄熱密度および蓄熱効率がそれぞれ380 kJ/kgおよび0.86で最高であり、加熱モードでは水-[EMIM][EtSO₄]の蓄熱密度および蓄熱効率がそれぞれ375 kJ/kgおよび1.65で最高でした。従来の水-LiBrは優れた熱伝達性能を持つものの、結晶化により運転温度範囲が制限されます。加熱温度の上昇に伴い、各作動流体が必要とする最低駆動蓄熱温度が上昇し、システムの蓄熱熱源の温度要件も一層高まります。アンモニア系作動流体は0℃以下の低温冷却需要を満たすことができ、NH₃-Glycelineは加熱モードで蓄熱密度と蓄熱効率がそれぞれ227 kJ/kgおよび1.61に達し、広い運転温度域を有します。経済性の観点では、深共晶溶媒が明確な優位性を示し、15年のシステム寿命における水-Ethalineの平準化蓄熱コストは最も低く、0.091 USD/(kW・h)であり、水-LiBrに比べて36.5％低減しました。本研究結果は、さまざまな適用シーンでの吸収式熱蓄熱作動流体の選定に参考となるものです。

吸収式熱蓄熱;作動流体;イオン液体;深共晶溶媒;蓄熱密度